Redoxpotenzial – was ist das?

Das Redoxpotenzial, auch als Redoxwert oder Oxidations‑Reduktions‑Potenzial (ORP) bezeichnet, beschreibt die Fähigkeit eines Mediums, Elektronen aufzunehmen oder abzugeben. Er wird in Volt (V) oder Millivolt (mV) gemessen und gibt Aufschluss darüber, ob eine Umgebung eher oxidierend oder reduzierend wirkt.

Ein hoher (positiver) Redoxwert weist auf stark oxidierende Bedingungen hin. In diesem Fall überwiegen Stoffe, die Elektronen aufnehmen können (Oxidationsmittel).

Ein niedriger (negativer) Redoxwert deutet auf reduzierende Bedingungen hin, bei denen Stoffe dominieren, die Elektronen abgeben (Reduktionsmittel).

Das Redoxpotenzial ist damit ein wichtiger Parameter zur Bewertung chemischer und biologischer Prozesse, beispielsweise in der Wasseraufbereitung oder in industriellen Anwendungen.

Was bedeutet es, wenn das Redoxpotenzial von Wasser sinkt?

Ein Abfall des Redoxpotenzials (ORP) ist kein rein theoretisches Konzept, sondern hat in vielen Industriebereichen praktische Bedeutung – insbesondere als Indikator für die Wasserqualität. Das Verständnis eines sinkenden Redoxwerts hilft, Prozesse gezielt zu steuern und eine gleichbleibend hohe Qualität sicherzustellen.

Lebensmittelindustrie

In der Lebensmittelindustrie ist die Überwachung des Redoxpotenzials für Fermentationsprozesse von entscheidender Bedeutung. Ein sinkender ORP‑Wert weist auf eine aktive Fermentation hin, bei der Mikroorganismen Sauerstoff verbrauchen und Alkohol sowie Kohlendioxid produzieren. Bei der Herstellung von Wein, Bier oder Joghurt ermöglicht die Kontrolle des Redoxpotenzials die Überwachung des Fermentationsfortschritts und die Sicherstellung optimaler Bedingungen für Mikroorganismen.

Wasseraufbereitungsindustrie

In Klär- und Wasseraufbereitungsanlagen wird das Redoxpotenzial zur Überwachung von Reinigungsprozessen eingesetzt. Ein Rückgang des ORP kann auf das Vorhandensein reduzierender Verbindungen wie Schwefelwasserstoff hinweisen, die für die menschliche Gesundheit und die Umwelt schädlich sein können.

Chemische Industrie

In der chemischen Produktion ist die Kontrolle des ORP bei vielen Reaktionen von entscheidender Bedeutung. Ein sinkender ORP‑Wert kann darauf hindeuten, dass mehr Oxidationsmittel benötigt werden oder dass eine Reaktion abgeschlossen ist.

Metallurgie

Bei der Metallgewinnung ist das Redoxpotenzial ein wichtiger Parameter. Ein Abfall des ORP kann auf eine effektive Trennung des Metalls von anderen Bestandteilen der Lösung hinweisen.

Papierindustrie

Bei der Papierherstellung wird das Redoxpotenzial zur Überwachung von Bleichprozessen eingesetzt. Ein sinkender ORP‑Wert kann darauf hindeuten, dass mehr Oxidationsmittel erforderlich sind, um den gewünschten Weißgrad zu erreichen.

Beispiel: Überwachung des Redoxpotenzials im Schwimmbadwasser

Das Wasser in einem Schwimmbad darf kein Gesundheitsrisiko darstellen und muss daher gezielt aufbereitet werden. Der pH‑Wert und das Redoxpotenzial sind dabei entscheidende Parameter. Während der pH‑Wert die Wirksamkeit von Desinfektionsmitteln beeinflusst, dient das Redoxpotenzial als Indikator für die Desinfektionsleistung.

Ein Wert von etwa 700 mV gilt als optimal. Sinkt das Redoxpotenzial deutlich darunter, kann dies auf eine unzureichende Desinfektionswirkung hinweisen, sodass Maßnahmen wie eine Anpassung der Chlordosierung erforderlich sind.

Ein ausreichend hohes Redoxpotenzial schafft somit sichere Bedingungen für die effektive Abtötung von Mikroorganismen.

Wie wird das Redoxpotenzial gemessen?

Zur Messung des Redoxpotenzials wird das Potenzial einer unbekannten Lösung mit dem einer Referenzelektrode verglichen. Dabei findet an einer Elektrode eine Oxidation und an der anderen eine Reduktion statt.

In der Praxis sind Mess- und Referenzelektrode meist in einer gemeinsamen Sonde vereint, der sogenannten Redoxelektrode. Wird diese in eine Lösung eingetaucht, erfasst das Messgerät die Potenzialdifferenz zwischen beiden Elektroden und zeigt den Wert in Millivolt (mV) an.

Die Redoxelektrode dient zur Bestimmung des Oxidations‑ und Reduktionspotenzials in Lösungen. Der gemessene Wert gibt Auskunft über die vorherrschenden Bedingungen im Medium: Positive Werte weisen auf oxidierende Bedingungen hin, während negative Werte reduzierende Bedingungen anzeigen.

Aufbau der Redoxmessung

Für die Messung des Redoxpotenzials werden in der Regel folgende Komponenten benötigt:

• Tauch‑ oder Durchflussarmatur
• Messelektrode (Metallelektrode)
• Referenzelektrode oder kombinierte Elektrode
• abgeschirmtes Messkabel
• Messumformer bzw. Regler (mV‑Messgerät), z. B. JUMO AQUIS 500 pH

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